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柴油机曲轴装配间隙的检查调整

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柴油机曲轴装配间隙的检查调整

曲轴是柴油机最重要的机件之一。曲轴的作用是在连杆配合下,将活塞传来的燃油燃烧所产生的气体压力变成旋转力矩,并输送出去,传给工作机械。柴油机大修中涉及到曲轴的安装。曲轴安装质量的高低直接决定柴油机的运行质量和运行安全。曲轴安装中有两个重要的间隙,一个是轴向间隙,一个是径向间隙,这两个间隙如果不符合要求,会影响柴油机的使用性能,甚至使一些机件受到严重破坏。因此,在安装中应注意这两个间隙的检查与调整,使之符合要求。

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1 曲轴的轴向间隙

曲轴轴向间隙是为了适应内燃机在工作中机件热膨胀的需要而定的。轴向间隙的保证,是以曲轴前端的推力板和推力轴承、止推垫圈和主轴承(中间或最后一道)两端侧面的推力面来决定的。对于单缸柴油机,曲轴的轴向间隙是靠飞轮一侧边盖内的纸垫片的厚度来保证的。因此,这个纸垫片不仅仅是起密封作用,还是一个技术修理的尺寸。把曲轴装到机体上以后,一定要检查曲轴轴向间隙值;在装复活塞连杆组以后,最好再复查一次。检查时,先用撬棒将曲轴撬挤到后端,然后用厚薄规在曲轴臂与止推垫圈或主轴承侧端面的推力面,以及推力板与推力轴承之间测量。若轴向间隙太小,则会使某些机件受热膨胀而卡死,造成连杆变形,连杆瓦严重磨损,动力消耗增加。若轴向间隙太大,则会使曲轴窜动量增大,加速汽缸套和活塞的磨损,使动力传递不平稳;同时,轴向间隙太大会使曲轴移位,易造成汽缸套、活塞偏磨,导致曲柄连杆机构损坏。工作中,许多驾驶员忽视曲轴轴向间隙的检查、调整,从而造成不应有的损失。请看下面的实例。

一台小四轮拖拉机发生了烧瓦故障。驾驶员在修理中装飞轮侧盖时,将原来的厚纸垫换成了薄纸垫,强行把曲轴拉向飞轮一侧,致使连杆大头在曲轴连杆轴颈上发生卡滞现象。然而,驾驶员误认为是新瓦装配过紧造成了启动费力,故长期用车拖拉强行启动。该机再次发生烧瓦故障后,修理时不论怎样调试,只要一装上飞轮侧盖,发动机就很难启动,如同发生抱轴故障一样。经过细致检查,发现该机连杆严重变形,连杆轴颈内侧及主轴颈严重磨损,活塞、汽缸套偏磨超出了极限值。

还有一台小四轮拖拉机一年时间内 3 次损坏了活塞和汽缸套。将每次损坏的活塞和汽缸套进行对比,发现磨损的部位和痕迹完全一样。对连杆和曲轴轴向间隙进行检查,发现连杆已变形,曲轴轴向间隙太大。从而可以断定:该机 3 次损坏活塞和汽缸套是曲轴轴向间隙太大造成的。

一些驾驶员和修理工认为:曲轴的轴向间隙是靠曲轴、连杆、活塞和汽缸套的正确安装来保证的。其实,这只是一个方面,使用中上述任何一个零件磨损后都会引起曲轴端隙发生变化。而曲轴轴向间隙发生变化又会加剧上述零件的磨损,即使更换其中一两个零件,也不能保证曲轴轴向间隙符合要求。为此,检查、调整曲轴轴向间隙应注意以下 4 点:(1)S195 柴油机曲轴轴向间隙是由主轴承盖垫片来调整,规定值为 0. 15 ~ 0. 25 mm。NH/NT855 型柴油机曲轴轴向间隙为 0. 18 ~ 0. 43 mm,如果间隙超过0. 56 mm,应换用加厚尺寸的止推片。单缸发动机曲轴轴向间隙的检查主要凭手感,即扳动或推动飞轮不应有松动感,且摇车时不太沉重,运行中飞轮不摆动。(2)调整时,要在曲轴两个主轴瓦之间调整,切不可单边调整,以免一侧拉力太大,使曲轴移位。(3)观察汽缸套和活塞的磨损部位,连杆弯曲的部位和弯曲程度,通过磨损部位判断曲轴位移的方向和程度。(4)曲轴轴向间隙过大或过小时,可以通过飞轮侧边盖内的纸垫厚度来调整。一次增或减垫片不可过厚,要边检查边调整。装好后,应再进行手感检查和试运转。

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2 曲轴与轴瓦配合的径向间隙

曲轴主轴颈与主轴瓦、连杆轴颈与连杆轴瓦之间都应有一定的径向间隙,使曲轴在转动时,机油能在摩擦表面形成油膜,从而保证轴颈与轴瓦有良好的润滑。间隙过大或过小,都将造成摩擦表面的不良润滑,势必加速轴颈与轴瓦的磨损,甚至使轴瓦表面的合金熔化,造成烧瓦事故。485G 柴油机主轴颈与主轴瓦新机装配间隙为 0. 07 ~0. 139 mm,磨损极限间隙为 0. 25 mm。195 柴油机主轴颈与主轴瓦新机装配间隙为 0. 07 ~0. 11 mm,磨损极限间隙为 0. 25 mm。

一台 S1100 柴油机满负荷运行十几分钟后,转速突然下降,排气管冒黑烟,机油压力减小,并可听到明显的敲缸声,且很快自行熄火,扳下减压手柄摇动飞轮,感到沉重,甚至转不动,说明柴油机烧瓦。对柴油机机油质量及润滑系统检查未发现故障,拆检发动机时,发现曲轴主轴颈与主轴瓦的配合间隙、连杆轴颈与连杆瓦的配合间隙分别小于 0. 05 mm 和 0. 04 mm,而正常值曲轴主轴颈与主轴瓦的配合间隙应在 0. 08 ~0. 12 mm,曲轴连杆轴颈与连杆瓦的配合间隙为 0. 06 ~0. 105 mm。因曲轴装配未按要求检查轴颈与轴瓦的径向间隙,柴油机又在满负荷或超负荷状态下运转时,因润滑不良摩擦热使轴瓦起线拉毛,造成烧瓦。测量检查轴颈与轴瓦的间隙可用以下方法:用外径千分尺测量曲轴颈直径,然后用扭力扳手拧紧轴瓦螺栓达到规定力矩值,再用内径千分尺测量出垂直轴瓦剖面方向的孔径,两者之间的差值即为轴颈与轴瓦的间隙。


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